2025年(储能工程师)储能技术基础试题及答案

2025年(储能工程师)储能技术基础试题及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.以下储能技术中，属于物理储能的是（）A.锂离子电池储能B.压缩空气储能C.液流电池储能D.超级电容器储能答案：B2.铅酸电池的标称单体电压约为（）A.1.2VB.2.0VC.3.7VD.1.5V答案：B3.衡量储能系统单位质量存储能量能力的关键指标是（）A.功率密度B.能量密度C.循环寿命D.转换效率答案：B4.全钒液流电池的核心特点是（）A.能量密度高B.功率与容量解耦设计C.自放电率极低D.工作温度范围宽答案：B5.飞轮储能的主要应用场景是（）A.电网调峰B.短时功率支撑C.长期能量存储D.可再生能源消纳答案：B6.锂离子电池负极材料最常用的是（）A.三元材料（NCM）B.磷酸铁锂（LFP）C.石墨D.钛酸锂（LTO）答案：C7.储能系统能量效率的计算公式为（）A.输出能量/输入能量×100%B.输入能量/输出能量×100%C.（输出能量自放电损耗）/输入能量×100%D.（输入能量自放电损耗）/输出能量×100%答案：A8.以下不属于化学储能的是（）A.钠硫电池B.超级电容器C.抽水蓄能D.铅炭电池答案：C9.储能系统SOC表示（）A.荷电状态B.健康状态C.能量状态D.功率状态答案：A10.压缩空气储能系统中，常用的储气方式是（）A.地下盐穴B.高压钢瓶C.压力容器组D.地面储罐答案：A11.超级电容器的储能机制主要是（）A.法拉第赝电容B.双电层电容C.氧化还原反应D.离子嵌入/脱嵌答案：B12.液流电池的电解液循环系统主要作用是（）A.提高能量密度B.分离正负极活性物质C.维持反应温度D.实现容量扩展答案：D13.储能系统的充放电倍率C表示（）A.1小时充满或放完的电流值B.2小时充满或放完的电流值C.0.5小时充满或放完的电流值D.3小时充满或放完的电流值答案：A14.以下哪种储能技术的循环寿命最长？（）A.铅酸电池B.全钒液流电池C.三元锂电池D.钠硫电池答案：B15.储能系统参与电网一次调频时，核心要求是（）A.高能量密度B.快速响应能力C.长循环寿命D.宽温度适应性答案：B二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分，多选、错选不得分，少选得1分）1.锂离子电池的主要组成部分包括（）A.正极材料B.电解液C.隔膜D.集流体答案：ABCD2.物理储能技术的特点包括（）A.环境友好B.能量密度较高C.循环寿命长D.建设受地理条件限制答案：ACD3.储能系统安全设计需考虑的因素有（）A.过充过放保护B.热管理系统C.绝缘与接地D.气体检测与防爆答案：ABCD4.以下属于电化学储能的有（）A.飞轮储能B.钠硫电池C.铅炭电池D.压缩空气储能答案：BC5.全钒液流电池的优势包括（）A.深度放电无损伤B.电解液可循环利用C.能量密度高D.功率与容量独立设计答案：ABD6.储能系统的主要应用场景包括（）A.电网调峰调频B.分布式光伏消纳C.5G基站备用电源D.电动汽车V2G答案：ABCD7.影响锂离子电池循环寿命的因素有（）A.充放电倍率B.工作温度C.SOC范围D.电解液成分答案：ABCD8.超级电容器的分类包括（）A.双电层电容器B.法拉第赝电容器C.混合电容器D.锂离子电容器答案：ABCD9.压缩空气储能系统的组成部分包括（）A.压缩机B.储气装置C.膨胀机D.换热器答案：ABCD10.储能系统经济性评估指标包括（）A.单位容量成本（元/Wh）B.度电成本（元/kWh）C.投资回收期D.内部收益率答案：ABCD三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.抽水蓄能电站的能量转换效率通常为______%。（答案：7085）2.锂离子电池的标称单体电压约为______V。（答案：3.63.7）3.铅酸电池的主要失效模式是______。（答案：极板硫化）4.飞轮储能的核心部件是______和______。（答案：高速飞轮、电机）5.液流电池的功率由______决定，容量由______决定。（答案：电堆面积、电解液体积）6.超级电容器的功率密度可达______W/kg以上。（答案：1000）7.储能系统的BMS全称是______。（答案：电池管理系统）8.钠硫电池的工作温度需维持在______℃左右。（答案：300350）9.压缩空气储能系统中，常用的蓄热介质是______。（答案：导热油/熔盐）10.储能系统的SOH表示______。（答案：健康状态）四、简答题（共5题，第13题每题6分，第45题每题8分，共34分）1.（封闭型）简述锂离子电池的工作原理。答案：锂离子电池工作时，充电过程中Li⁺从正极材料（如三元材料、磷酸铁锂）脱嵌，经过电解液嵌入负极材料（如石墨）；放电过程中Li⁺从负极脱嵌，经过电解液嵌入正极。电子通过外电路流动形成电流，实现化学能与电能的转换。2.（封闭型）列举三种常见的储能技术，并对比其能量密度与循环寿命。答案：①锂离子电池：能量密度100250Wh/kg，循环寿命20005000次（磷酸铁锂可达10000次）；②全钒液流电池：能量密度2050Wh/kg，循环寿命>10000次；③铅酸电池：能量密度3050Wh/kg，循环寿命300500次。3.（封闭型）说明储能系统热管理的必要性及常用技术。答案：必要性：温度过高会导致电池过充、热失控；温度过低会降低容量和效率；温度不均会加速局部老化。常用技术：风冷（自然对流/强制对流）、液冷（水/乙二醇溶液）、相变材料（PCM）、热电冷却（TEC）。4.（开放型）分析“双碳”目标下储能技术的发展趋势。答案：①多元化技术路线：针对不同场景（长时储能、短时功率支撑）发展液流电池、压缩空气、钠离子电池等；②低成本化：通过材料创新（如无钴正极）、规模化生产降低度电成本；③高安全性：开发本质安全材料（如固态电解质）、完善BMS功能；④智能化：与电网、可再生能源协同控制，提升系统利用率；⑤循环利用：建立电池回收体系，实现资源闭环。5.（开放型）对比锂离子电池与全钒液流电池在电网侧储能中的适用性。答案：锂离子电池：优势为能量密度高、响应速度快，适合中短期储能（小时级）、调频等场景；劣势为循环寿命相对较短（需考虑更换成本）、存在热失控风险。全钒液流电池：优势为循环寿命长（>10000次）、深度放电无损伤、安全性高，适合长时储能（4小时以上）、电网调峰；劣势为能量密度低、初始投资高、占地面积大。因此，电网侧长时储能优先选择液流电池，短时功率需求优先选择锂电池。五、应用题（共3题，第1题8分，第2题10分，第3题12分，共30分）1.（计算类）某储能系统由100个标称容量100Ah、电压3.2V的磷酸铁锂电池单体串联组成。（1）计算电池组的总电压和总容量；（2）若系统能量效率为85%，充满电后以1C放电，可输出多少能量？答案：（1）总电压=3.2V×100=320V；总容量=100Ah（串联容量不变）。（2）输入能量=320V×100Ah=32kWh；输出能量=32kWh×85%=27.2kWh。2.（分析类）某光伏电站配置储能系统用于平滑输出，已知光伏电站额定功率1MW，日均发电4小时（峰值时段10:0014:00），电网要求输出功率波动不超过200kW。（1）说明储能系统需具备的基本功能；（2）计算储能系统至少需具备的功率和容量（假设储能充放电效率90%）。答案：（1）功能：实时监测光伏输出功率，通过充放电补偿功率波动，维持输出稳定；具备快速响应能力（毫秒级）；支持双向变流器（PCS）实现充放电切换。（2）功率需求：200kW（需补偿最大波动量）；容量需求：假设最大连续波动时间为0.5小时（如云层遮挡导致功率从1MW降至800kW，需储能放电200kW×0.5h=100kWh），考虑效率后需容量=100kWh/0.9≈111kWh。3.（综合类）某企业拟建设10MW/40MWh磷酸铁锂储能电站，已知：电池成本：1.2元/Wh（含Pack）PCS成本：0.2元/Wh其他成本（BMS、消防、安装等）：0.3元/Wh年利用次数：300次（每天充放1次）循环寿命：6000次度电收益：0.5元/kWh（峰谷价差）（1）计算初始投资总成本；（2）计算全生命周期度电成本（LCOE）；（3）分析该项目的经济性（假设项目寿命10年）。答案：（1）初始投资=（1.2+0.2+0.3）元/Wh×40MWh×1000=1.7×40,000,000=68,000,000元（6800万元）。（2）全生命周期总能量=40MWh×6000次=240,000MWh（2.4×10⁸kWh）；LCOE=初始投资/总能量=68,000,000元/